闪烧结构和闪烧炉的制作方法

本发明涉及陶瓷加工技术领域，尤其是涉及一种闪烧结构和闪烧炉。

背景技术：

传统的瓷坯加工，一般是在真空或者气氛保护下进行普通烧结。一般由加热炉进行，加热炉一般为电热炉，由炉体、真空系统、加热系统以及控制系统等组成。

采用这种工艺进行生产，所需烧结温度较高、时间较长，比较浪费能源。

基于此，本发明提供了一种闪烧结构和闪烧炉以解决上述的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种闪烧结构，以解决现有技术中存在的普通烧结浪费能源的技术问题。

本发明的目的还在于提供一种闪烧炉,用于解决上述技术问题。

基于上述第一目的，本发明提供了一种闪烧结构，包括上压头、下压头和模套；

所述上压头的一端插入所述模套内，并与由金属材质制成的上热片固接，另一端与直流电源的正级电连接；

所述下压头的一端插入所述模套内，并与由金属材质制成的下热片固接，另一端与直流电源的负级电连接；

所述上热片和所述下热片之间留有物料腔，用于放置物料。

基于上述第二目的，本发明提供了一种闪烧炉,所述闪烧炉包括如上所述的闪烧结构，还包括炉体，所述炉体的上端与上压头固接，下端与下压头固接，所述模套位于所述炉体内；所述炉体内还设置有发热体。

可选的，所述炉体包括内层的保温筒和外层的炉壳，所述保温筒和所述炉壳之间设置有测温热电偶；所述保温筒内也设置有测温热电偶。

可选的，所述上压头设置有测温孔，所述测温孔由所述上压头的顶部贯穿至所述上热片；所述上压头的上端设置有红外仪，所述红外仪对准所述测温孔。

可选的，所述上热片与物料的接触端设置有凸起。

可选的，所述发热体为电热丝。

可选的，还包括液压缸，所述液压缸用于推动所述上压头压紧物料。

可选的，还包括真空系统，所述真空系统用于使炉体内抽真空。

可选的，所述真空系统包括直联泵，所述直联泵与炉体通过连接管连通；所述连接管上设置有真空电动阀；所述直联泵上还连接有电磁充气阀、放气阀；

所述连接管上还设置有电阻式真空计。

可选的，还包括水冷系统，所述水冷系统用于降低所述炉体的温度。

本发明提供的所述闪烧结构，利用了闪烧的原理，直流电源通过导线连接在上下压头上，在烧结系统升温的过程中对物料提供高电压、低电流，从而促成闪烧现象的发生。闪烧现象定义为：在升温的过程中，在陶瓷生坯两端加载额定的直流电，同时对电流进行限制，当温度到达某一特征温度的时候，生坯出现闪光现象，陶瓷生坯在一分钟内完成烧结，而该特征温度比该材料的普通无压烧结温度低200摄氏度以上。闪烧现象也是一种闪烧方法，可以降低物料的烧结温度、减少烧结时间，同时抑制晶粒的生长。

本发明提供的所述闪烧结构，利用这一原理，对物料进行烧结，能够有效的降低物料的纱拼接温度，减少烧结时间，抑制晶粒的生长，提高了产品的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的闪烧结构的结构示意图；

图2为图1所示的上压头与上热片的部分示意图；

图3为图1所示的下压头与下热片的部分示意图；

图4为本发明实施例提供的闪烧炉的结构示意图。

图标：1-上压头；2-下压头；3-模套；4-上热片；5-直流电源；6-下热片；7-炉体；8-保温筒；9-炉壳；10-测温热电偶；11-测温孔；12-红外仪；13-发热体；14-凸起。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

闪烧结构实施例一

如图1-3所示，在本实施例中提供了一种闪烧结构，所述闪烧结构包括上压头1、下压头2和模套3；

所述上压头1的一端插入所述模套3内，并与由金属材质制成的上热片4固接，另一端与直流电源5的正级电连接；

所述下压头2的一端插入所述模套3内，并与由金属材质制成的下热片6固接，另一端与直流电源5的负级电连接；

所述上热片4和所述下热片6之间留有物料腔，用于放置物料。

本发明提供的所述闪烧结构，利用了闪烧的原理，直流电源5通过导线连接在上下压头2上，在烧结系统升温的过程中对物料提供高电压、低电流，从而促成闪烧现象的发生。闪烧现象定义为：在升温的过程中，在陶瓷生坯两端加载额定的直流电，同时对电流进行限制，当温度到达某一特征温度的时候，生坯出现闪光现象，陶瓷生坯在一分钟内完成烧结，而该特征温度比该材料的普通无压烧结温度低200摄氏度以上。闪烧现象也是一种闪烧方法，可以降低物料的烧结温度、减少烧结时间，同时抑制晶粒的生长。本申请闪烧温度为1600℃。

本发明提供的所述闪烧结构，利用这一原理，对物料进行烧结，能够有效的降低物料的纱拼接温度，减少烧结时间，抑制晶粒的生长，提高了产品的性能。

闪烧炉实施例

如图1-4所示，该实施例提供了一种闪烧炉，所述闪烧炉包括如上所述的闪烧结构，还包括炉体7，所述炉体7的上端与上压头1固接，下端与下压头2固接，所述模套3位于所述炉体7内；所述炉体7内还设置有发热体13。

优选的，所述上压头和所述下压头均设计为圆柱形，上压头的下端面和下压头的上端面为平面；上热片和下热片均为圆板状；所述模套也为圆形套筒。所述上压头和所述下压头竖直放置，所述上压头和所述下压头对称设计，以保证电流平衡。

炉体7起到保温作用，采用双层水冷结构，全部采用不锈钢材料，内部精密抛光，外表精细抛光处理。炉体7设置有侧开门，方便装卸模具。所述炉体7安装在一个整体框架箱体上。所述上压头1和所述下压头2由特殊耐压高导电材料制成，通过耐高温绝缘件实现与炉体7绝缘。优选的，所述上压头1和所述下压头2采用石墨材料制成。所述模套3采用高温绝缘耐压材料，耐压强度为30mpa。炉体与侧门以及上下压头之间，进行密封。通过发热体提高炉内温度。这样，可在可在真空或气氛保护下普通烧结，最高温度可到2000℃。也在气氛保护下进行闪烧工艺温度为1600℃。

如图1-4，本实施例的可选方案中，所述炉体7包括内层的保温筒8和外层的炉壳9，所述保温筒8和所述炉壳9之间设置有测温热电偶10；所述保温筒8内也设置有测温热电偶10。

通过所述测温热电偶10，测量保温筒8内的温度，从而便于保持保温筒8内的温度，从而按照工艺来烧结。保温筒8和外壳之间的测温热电偶10，也用来测量保温筒8外的温度，以检测保温筒8是否泄漏，温度是否过高，保证设备的安全性。

如图1-4，本实施例的可选方案中，所述上压头1设置有测温孔11，所述测温孔11由所述上压头1的顶部贯穿至所述上热片4；所述上压头1的上端设置有红外仪12，所述红外仪12对准所述测温孔11。

通过所述上压头1设置的测温孔11，红外仪12可以直接探测到上压头1的温度，从而确切的了解上压头1何时达到产生闪光的特定温度，然后完成烧结，防止过热以及烧结时间太长。

如图1-4，本实施例的可选方案中，所述上热片4与物料的接触端设置有凸起14。

在上热片4的下端设置凸起14，这样，凸起14可以深入材料内部，测量材料当前最接近真实值的温度。以便红外测温仪可以更加精确的了解产品的温度。

如图1-4，本实施例的可选方案中，所述发热体为电热丝。

通过设置所述发热体13，加热炉体7，使炉体7的温度保持在一定的温度。所述发热体13可以如电热扇或者电热炉等采用的电热丝、电热块，也可以根据需要来选择其余类型的发热体13。电热丝通过导线与外部电源连接。优选的，采用三相交流电源，配备大功率变压器，配有电压、电流自动反馈，系统故障诊断保护功能。

本实施例的可选方案中，还包括液压缸，所述液压缸用于推动所述上压头1压紧物料。

通过液压缸来推动所述上压头1和所述下压头2，给物料施加压力，从而保证陶瓷物料被压紧。液压缸的伸缩杆，对准上压头1，推动上压头1压紧物料。上压头1和炉体7之间可以采用不锈钢波纹管轴向密封，保证炉体7的密封性能。所述液压缸也安装在框架上，方便放置。

还可以采用由液压泵、压力调节阀、压力传感器以及节流阀组成的液压系统。

本实施例的可选方案中，还包括真空系统，所述真空系统用于使炉体7内抽真空。

通过真空系统，对炉内进行抽真空，保持炉内的真空环境。

进一步的，所述真空系统包括直联泵，所述直联泵与炉体7通过连接管连通；所述连接管上设置有真空电动阀；所述直联泵上还连接有电磁充气阀、放气阀；

所述连接管上还设置有电阻式真空计。

由壹台直联泵、真空电动阀门等组成真空机组，真空系统安装电磁充气阀、放气阀、真空压力表(±pa)。真空管道与气泵的联接采用金属波纹软管，采用快速接头联接，真空度的测量由数显电阻式真空计执行。有气泵对炉体内部进行抽真空，或者鼓入保护气，从而使物料可以在真空或者气氛保护下进行普通烧结，也可以在气氛保护下进行闪烧工艺。

本实施例的可选方案中，还包括水冷系统，所述水冷系统用于降低所述炉体7的温度。

由各种阀、管道等相关装置组成，具有断水声、光报警自动切断加热电源功能。包括plc逻辑控制器、水冷管道、传感器、声光报警器等，水冷管道围绕炉体7设置，进行水冷降温，水冷管道上设置有电池阀和液位传感器，电池阀以及液位传感器均与控制器相连，控制器控制声光报警器报警。同时控制器控制发热体的电源断路。这些传感器、报警器以及控制器均可采用市场上现有的型号，根据型号设置电路，这些均属现有技术，就不再此一一赘述。

本实施例的可选方案中，还包括控温系统，配合真空系统、压力控制系统等实现超压、超温、过流等自动报警保护功能，同时配合气压传感器实现自动充放气的保护气氛下快速烧结。温度控制采用plc及触摸屏控制，系统具有无纸记录和多参数联动控制功能，能将烧结过程的温度、真空、压力等参数自动记录。

还包括高压大功率直流系统：最高电流50a，最大功率100kw，用于闪烧的直流电提供。该直流系统通过导线直接连接在上下压片或者上热片和下热片上，在烧结系统升温的过程中对物料提供高电压、低电流，从而促成闪烧现象的发生。

本申请在传统的加热炉的基础上，添加了闪烧系统，对物料进行闪烧，既可在真空或气氛保护下普通烧结，最高温度可到2000℃。也可在气氛保护下进行闪烧工艺，只需1600℃，极大降低了烧结温度，节省了能源。最大尺寸60mm，并采取了双测温，顶部红外仪可以测量最接近材料的实时温度，从而进一步精确控制加热温度，节省能源。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。